血皮槭（Acer griseum(Franch.)）是中国特有濒危树种，片段化分布于我国秦岭、大巴、武陵与太行等山脉之中。它不仅以独特的外观拥有极高的观赏价值，被誉为植物界的“红宝石”，更在用材与药用领域展现出非凡潜力。然而，结实率低、天然更新困难，加之人为干扰的重重困境，使得野生血皮槭资源数量不断削减，被《中国物种红色名录》和IUCN濒危物种红色名录列为濒危物种。近日，我所张川红研究员团队对血皮槭遗传多样性形成与维持机制的研究取得了新进展。
该研究通过基于核基因组（nDNA）和叶绿体基因组（cpDNA）的遗传分析发现血皮槭虽然濒危但具有较高遗传多样性（nDNA:He=0.296; cpDNA:Ht=0.806）。17个群体被划分为亚热带和温带组（图1），其中单倍型Hap4和Hap5分别是两组的主要单倍型（图2）。在亚热带组，与高温和重金属胁迫相关的基因被成功鉴定；而在温带组，则鉴定出与盐和干旱胁迫相关的基因。
秦巴山脉隆升所引发的微生境异质性驱动着血皮槭的单倍型分化，成为其遗传多样性的重要源泉。山脉的抬升与河流的阻隔，限制了群体间的种子流，却未限制其花粉流，从而造就了核质不一致的遗传结构，nDNA反映的遗传分化主要存在于群体内（92.52%），cpDNA的遗传分化则主要存在于群体间（96.26%）。这些关键发现逐渐揭开了血皮槭遗传多样性形成与维持机制。秦巴山脉，这片古老而神秘的土地，不仅是血皮槭遗传多样性的摇篮，更在第四纪冰期时为其提供了避难所，维持其遗传多样性水平。这一独特现象，不仅为分析地质事件，尤其是造山运动如何驱动植物微进化提供了全新的视角，更为血皮槭的保护策略指明了方向。
1月11日，相关论文以“Orogeny and High Pollen Flow as Driving Forces for High Genetic Diversity of Endangered Acer griseum (Franch.) Pax Endemic to China”为题发表在International Journal of Molecular Science，我所博士研究生夏新合和于雪丹副研究员为论文共同第一作者，张川红研究员和郑勇奇研究员担任共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD2200100）与国家林草局科技发展中心生物安全与遗传资源管理专项经费项目（KJZXSA202204）的资助。（于雪丹、夏新合/林业所）
图1. 血皮槭17个群体分组。（a）基于Admixture软件计算不同K值的交叉验证误差；（b）基于Admixture计算血皮槭17个群体的分组情况；（c）血皮槭分组情况的地理分布图
图2. 血皮槭的单倍型网络图与分化时间。（a）单倍型网络图；（b）单倍型地理分布图，其中单倍型间的一条实线代表一个突变步骤；（c）单倍型分化时间